Ellipse-N이 장착된 화성 탐사 로버 UGV
맥길스(Mc Gills) 반자율주행 화성 탐사 로버는 자율주행을 위해 SBG 소형 INS/GNSS를 통합했습니다.
“이 장치를 통해 500미터가 넘는 블라인드 항법 이후 마지막 경유지로부터 20센티미터 떨어진 곳에 정밀하게 멈출 수 있었으며, 이는 대회 역사상 전례가 없던 일입니다.” | 맥길 로보틱스 팀(The McGill Robotics team)
화성 탐사차 프로젝트
맥길 로보틱스 팀은 두 개의 국제 대회에 참가하기 위해 로봇을 설계했습니다. 이 대회에서는 각 팀이 숨겨진 제어 센터에서 화성 같은 사막 환경에서 로버를 조작하여 다양한 임무를 통해 복잡한 작업을 수행해야 했습니다.
이러한 작업에는 험난한 지형 횡단, 원격 위치로 페이로드 운반, 복잡한 제어판 서비스, 그리고 수집된 토양 샘플 분석이 포함되었습니다.
각 임무 동안, 팀은 1킬로미터 이상 떨어진 거리에서 로버를 무선으로 조작하고 온보드 IMU, GPS, 카메라 및 과학 장비에서 제공되는 센서 피드백에 지속적으로 의존해야 했습니다.
시각장애인 내비게이션 과제에서 최우수 수행
팀은 대회 사이에 SBG Systems의 IG-500N을 도입했으며, 이는 ERC 성공의 핵심적인 요인이 되었습니다. 또한 IG-500N의 정밀도 덕분에 블라인드 내비게이션 태스크에서 최고 점수를 획득할 수 있었습니다. 이 태스크에서 팀은 카메라를 사용하지 않고 어려운 지형에서 GPS 좌표를 찾아 이동합니다.
이 장치를 통해 500m가 넘는 블라인드 항법 주행 이후 마지막 경유지에서 20cm 오차 범위 내로 정지할 수 있었으며, 이는 대회 역사상 전례 없는 성과였습니다.
간편한 통합
맥길(Mc Gills) 팀은 C++ 래퍼를 사용하여 소프트웨어 아키텍처에 IG-500N과 함께 제공된 sbgCom 라이브러리를 효과적으로 통합했습니다.
클래스의 생성자에서 초기화 함수를 사용하고 스레드 안전(thread-safe) 작업을 위한 콜백 함수를 구현하여, 나머지 시스템으로의 전송 프로세스를 중단하지 않고 연속 모드에서 장치의 업데이트를 지속적으로 수신할 수 있도록 했습니다. 이는 이후 ROS 퍼블리셔(publisher) 제작에 활용되었습니다. 라이브러리 구현 품질과 인터페이스 디자인 덕분에 전체 과정이 매우 사용자 친화적이고 수월했습니다.
“유럽 로버 챌린지(European Rover Challenge)에서 거둔 뛰어난 성과는 SBG Systems의 각별한 지원이 없었다면 결코 불가능했을 것이며, 이에 대해 SBG Systems에 깊이 감사드립니다.” | 맥길 로보틱스 팀
Ellipse-N
Ellipse-N은 듀얼 밴드, 쿼드 성좌 GNSS 수신기가 통합된 컴팩트하고 고성능인 RTK 관성 항법 시스템입니다. 또한 롤, 피치, 방위, 히브, 센티미터 수준의 GNSS 위치 지정을 제공합니다.
Ellipse-N 센서는 동적 환경과 가혹한 GNSS 조건에서 가장 우수한 성능을 발휘합니다. 또한 자기 방위를 사용하여 저동적 응용 분야에서도 작동합니다.
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페이로드란 무엇인가요?
페이로드(Payload)는 기본 기능 외에 본래의 목적을 수행하기 위해 차량(드론, 선박 등)이 운반하는 모든 장비, 장치 또는 자재를 의미합니다. 페이로드는 모터, 배터리, 프레임 등 차량 작동에 필요한 구성 요소와는 별개입니다.
페이로드의 예시:
- 카메라: 고해상도 카메라, 열화상 카메라…
- 센서: LiDAR, 초분광 센서, 화학 센서…
- 통신 장비: 무전기, 신호 중계기…
- 과학 기기: 기상 센서, 공기 채집기…
- 기타 특수 장비
INS는 외부 보조 센서의 입력을 수용합니까?
당사의 관성 항법 시스템은 대기 데이터 센서, 자력계, 주행거리계, DVL 등 외부 보조 센서의 입력을 수용합니다.
이러한 통합을 통해 INS는 특히 GNSS 음영 지역에서 매우 다재다능하고 신뢰성 높은 성능을 발휘합니다.
이러한 외부 센서는 보완 데이터를 제공하여 INS의 전반적인 성능과 정확도를 향상시킵니다.
IMU와 INS의 차이점은 무엇인가요?
관성 측정 장치(IMU)와 관성항법장치(INS)의 차이점은 기능과 복잡성에 있습니다.
IMU(관성 측정 장치)는 가속도계와 자이로스코프가 측정한 차량의 선형 가속도 및 각속도에 대한 원시 데이터를 제공합니다. 롤, 피치, 요 및 모션에 대한 정보를 공급하지만 위치나 항법 데이터를 계산하지는 않습니다. IMU는 위치나 속도를 결정하기 위해 외부 처리에 필요한 움직임 및 방향에 대한 필수 데이터를 전달하도록 특별히 설계되었습니다.
반면, INS(관성항법장치)는 IMU 데이터와 고급 알고리즘을 결합하여 시간에 따른 차량의 위치, 속도 및 방향을 계산합니다. 센서 융합 및 통합을 위한 칼만 필터링과 같은 항법 알고리즘을 통합합니다. INS는 GNSS와 같은 외부 측위 시스템에 의존하지 않고 위치, 속도, 방향을 포함한 실시간 항법 데이터를 공급합니다.
이 항법 시스템은 일반적으로 종합적인 항법 솔루션이 필요한 응용 분야, 특히 군용 UAV, 선박, 잠수함 등 GNSS 음영 지역에서 활용됩니다.
